항공기사 필기 기출문제복원 (2003-08-10)

항공기사 2003-08-10 필기 기출문제 해설

이 페이지는 항공기사 2003-08-10 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

항공기사
(2003-08-10 기출문제)

목록

1과목: 항공역학

1. 공기의 점성 계수에는 Poise 라는 단위를 쓴다. 1 Poise의 단위는?

  1. 1 dyneㆍsec-1ㆍcm
  2. 1 dyneㆍsec2ㆍcm-2
  3. 1 dyneㆍsec2ㆍcm-1
  4. 1 dyneㆍsecㆍcm-2
(정답률: 알수없음)
  • 점성 계수의 단위인 Poise는 $1 \text{ dyne} \cdot \text{sec} / \text{cm}^2$로 정의됩니다.
    이를 지수 형태로 표기하면 $1 \text{ dyne} \cdot \text{sec} \cdot \text{cm}^{-2}$가 됩니다.
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2. 비행기의 날개와 꼬리날개(Tail)를 생각할 때 세로 안정성의 관계식은 다음과 같이 표시된다.

위식에 대한 설명에서 가장 올바른 것은?

  1. X/C는 날개의 a,c와 비행기의 c,g 사이의 위치이며 항상(+)의 값을 갖는다.
  2. qt/q는 tail coefficient 이며 St/S는 tail volume factor 이다.
  3. dCMCㆍgdα= 0 일때 c,g 의 위치를 Basic Neutral Point 라 한다.
  4. dε/dα는 down-wash의 영향을 나타내며 (-)의 값을 갖는다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 세로 안정성 관계식 $\frac{dC_{MC \cdot g}}{d\alpha} = \frac{dC_L}{d\alpha} \frac{x}{C} - (1 - \frac{d\epsilon}{d\alpha}) \frac{dC_{Lt}}{d\alpha_t} \cdot \frac{l}{C} \cdot \frac{S_t}{S} \cdot \frac{q_t}{q}$에서, 모멘트 계수의 변화율인 $\frac{dC_{MC \cdot g}}{d\alpha} = 0$이 되는 지점, 즉 정적 안정성이 중립이 되는 무게중심($c,g$)의 위치를 Basic Neutral Point라고 정의합니다.

    오답 노트
    X/C: 항상 (+)값이 아니며 기준점에 따라 달라질 수 있음
    tail coefficient: $q_t/q$가 아니라 $S_t/S \cdot l/C$ 등이 복합적으로 작용함
    dε/dα: 다운워시의 변화율로 일반적으로 (+)값을 가짐
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3. 직사각형 날개에서 실속이 제일 처음 일어나는 부분은?

  1. 날개 뿌리 부분
  2. 날개끝 부분
  3. 스팬의 1/4 되는 부분
  4. 날개의 전부분
(정답률: 알수없음)
  • 직사각형 날개는 날개 뿌리 부분의 유도 항력이 크고 받음각이 상대적으로 높아져 날개끝 부분보다 날개 뿌리 부분에서 실속이 가장 먼저 발생합니다.
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4. 유도항력(Induced Drag)에 대한 설명 내용으로 가장 관계 가 먼 것은?

  1. 날개스팬(Span)이 커지면 감소한다.
  2. 시위(Chord)가 커지면 증가한다.
  3. 가로세로비(Aspect Ratio)가 커지면 증가한다.
  4. 날개면적(S)이 커지면 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 유도항력은 가로세로비(Aspect Ratio)가 커질수록 날개 끝 와류가 감소하여 줄어드는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    날개스팬이 커지면: 가로세로비가 증가하여 유도항력 감소
    시위가 커지면: 가로세로비가 감소하여 유도항력 증가
    날개면적이 커지면: 동일 양력 발생 시 가로세로비 감소 요인이 되어 유도항력 증가
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5. 폭이 3m, 길이가 2m 인 미끈한 평판이 50m/sec의 흐름속에 놓여 있을 때 앞전에서 부터 1m 뒷쪽의 경계층의 두께 δ 는? (단, 동점성계수 υ = 1.5× 10-5m2/sec이며, 경계층의 두께의 식은 층류의 L.Prandtl 식을 이용할 것)

  1. 0.28cm
  2. 0.52cm
  3. 0.63cm
  4. 0.73cm
(정답률: 알수없음)
  • 층류 경계층 두께를 구하는 Prandtl 식을 사용하여, 흐름 속도와 동점성계수, 거리를 대입해 계산합니다.
    ① $\delta = 5\sqrt{\frac{\nu x}{U}}$
    ② $\delta = 5\sqrt{\frac{1.5 \times 10^{-5} \times 1}{50}}$
    ③ $\delta = 0.00273 \text{ m} = 0.273 \text{ cm} \approx 0.28 \text{ cm}$
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6. 수평 비행하는 항공기의 필요마력을 Pℓ 이라 하고 동일한 받음각으로 이 항공기가 선회경사각 ø 로 수평 정상선회 비행을 하는 경우 소요되는 필요마력을 Pt라고 하면 Pt/Pℓ의 값은 어느 것인가?

(정답률: 알수없음)
  • 수평 정상선회 비행 시에는 경사각 $\phi$로 인해 양력의 수직 성분이 기체 무게를 지탱해야 하므로, 수평 비행 때보다 더 큰 양력이 필요하며 이에 따라 소요 마력도 증가합니다. 필요마력의 비는 다음과 같습니다.
    $$\frac{P_t}{P_{\ell}} = ( \frac{1}{\cos \phi} )^{\frac{3}{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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7. 프로펠러 비행기가 항속거리(Range)를 최대로 하기 위한 비행조건은?

  1. 필요마력을 최소로 한다.
  2. 양항비를 최대로 한다.
  3. 추력을 최대로 한다.
  4. 양항비를 최소로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 프로펠러 비행기의 항속거리를 최대로 하기 위해서는 단위 연료당 비행 거리를 극대화해야 하며, 이는 양항비(L/D)를 최대로 하여 공기역학적 효율을 가장 높게 유지하는 조건에서 달성됩니다.
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8. 수평비행 중에 돌풍을 받아 비행기의 기수가 올라갔다. 그러나 안정한 비행기는 원위치로 되돌아 오려는 모멘트가 작용한다. 이같은 작용은 무엇에 의해서 생기는가?

  1. 날개에 작용하는 양력의 변화에 의한 모멘트
  2. 수직꼬리날개(vertical tail)에 의한 비행기 중심에서의 모멘트
  3. 수평꼬리날개에 의한 비행기 중심에서의 모멘트
  4. 날개에 작용하는 항력의 변화에 의한 모멘트
(정답률: 알수없음)
  • 비행기의 세로 안정성(Longitudinal Stability)은 주로 수평꼬리날개에 의해 결정됩니다. 기수가 올라가면 수평꼬리날개에 작용하는 받음각이 변하며, 비행기 무게중심을 기준으로 기수를 다시 아래로 내리려는 복원 모멘트를 발생시켜 원래의 수평 비행 상태로 되돌리려 합니다.
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9. 날개의 앞전에서 풍압중심까지 거리를 Cp라 하고, 그때의 양력계수를 CL이라 하면, 앞전 둘레의 모멘트 계수 Cmo 의 표현 수식으로 가장 올바른 것은?

  1. CL×1/Cp
  2. Cp×1/CL
  3. CL2×Cp
  4. CL×Cp
(정답률: 알수없음)
  • 앞전 둘레의 모멘트 계수는 양력 계수와 풍압중심까지의 거리(무차원 거리)의 곱으로 정의됩니다.
    $$C_{mo} = C_{L} \times C_{p}$$
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10. 이상유체(ideal fluid) 흐름에서 비회전(irrotation)인 경우 이차원 흐름에 대한 stream function(Ψ ), velocity potential(ø) 및 속도(u, v)의 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다. 가장 올바른 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 비회전 이차원 흐름에서 속도 성분 $u, v$는 속도 포텐셜 $\phi$와 유선 함수 $\Psi$를 이용하여 각각 다음과 같이 정의됩니다.
    $u = \frac{\partial \phi}{\partial x} = \frac{\partial \Psi}{\partial y}$ , $v = \ rac{\partial \phi}{\partial y} = -\frac{\partial \Psi}{\partial x}$
    따라서 위 관계를 정확히 나타낸 가 정답입니다.
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11. 대기온도가 20℃ 일 때 공기 (r = 1.4)중의 음속은? (단, 공기의 기체상수 R = 29.27 m/° K 이다.)

  1. 340 m/sec
  2. 343 m/sec
  3. 345 m/sec
  4. 347 m/sec
(정답률: 알수없음)
  • 대기 온도에 따른 음속의 근사식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$c = 331.3 + 0.606T$$
    ② [숫자 대입]
    $$c = 331.3 + 0.606 \times 20$$
    ③ [최종 결과]
    $$c = 343.42$$
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12. 스파이크형의 엔진흡입구에서 그림과 같이 충격파가 형성되어 공기흐름이 지나고 있다. 다음의 설명 중에서 맞는 것은?

  1. Mo < M1 < M2
  2. P1 > P2
  3. P2 > P1 > Po
  4. Mo < M1
(정답률: 알수없음)
  • 초음속 유동이 충격파를 통과할 때마다 마하수는 감소하고 압력은 상승합니다. 그림에서 공기는 경사충격파와 수직충격파를 순차적으로 통과하므로, 압력은 $P_o$에서 $P_1$으로, 다시 $P_2$로 계속해서 증가하게 됩니다.
    따라서 압력 관계는 $P_2 > P_1 > P_o$가 됩니다.
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13. 공기는 그 유속이 저속 일 때 압축성을 무시할 수 있다. 이러한 공기는 다음의 어떤 성질을 무시할 수 있는가?

  1. 온도의 변화
  2. 압력의 변화
  3. 밀도의 변화
  4. 음속의 변화
(정답률: 알수없음)
  • 저속 유동에서는 압력 변화에 따른 밀도 변화가 매우 작기 때문에 공기를 비압축성 유체로 간주합니다. 따라서 압축성을 무시한다는 것은 곧 밀도의 변화를 무시한다는 것과 같습니다.
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14. 항공기가 착륙할 때 활주거리가 단축되는 것은?

  1. 바람이 앞에서 불때
  2. 바람이 뒤에서 불때
  3. 바람이 옆에서 불때
  4. 바람이 위에서 불때
(정답률: 알수없음)
  • 항공기가 착륙할 때 바람이 앞에서 불면(정풍), 항공기의 대지속도는 낮아지지만 기체에 느껴지는 대기속도는 유지되어 양력을 확보하기 유리하며, 지면에 닿은 후 제동 효율이 높아져 활주거리가 단축됩니다.
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15. 헬리콥터가 속도 V로 수직 상승할 때 추력을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, 주회전날개의 회전면에 의해 가속되는 유도속도는 Δv 이다.)

  1. T = ρ AΔ v (V + Δv/2)
  2. T = ρ AΔ v (V + Δv)
  3. T = 2ρ AΔ v (V + Δv/2)
  4. T = 2ρ AΔ v (V + Δv)
(정답률: 알수없음)
  • 헬리콥터의 추력은 유동의 질량 유량과 속도 변화량의 곱으로 결정됩니다. 수직 상승 시 유입 속도는 $V + \Delta v$이며, 유출 속도는 $V + 2\Delta v$가 되므로, 이를 운동량 방정식에 적용하면 다음과 같은 식이 도출됩니다.
    $$T = 2\rho A\Delta v (V + \Delta v)$$
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16. 항공기의 자기무게(empty weight)에 포함되지 않는 것은?

  1. 승무원 무게
  2. 동력장치무게
  3. 고정 밸러스트(ballast)무게
  4. 배출불능 윤활유 무게
(정답률: 알수없음)
  • 항공기의 자기무게(Empty Weight)는 기체 구조, 엔진, 고정 장비 및 배출 불가능한 액체류를 포함한 순수 기체 무게를 의미합니다. 승무원, 승객, 화물, 가용 연료 등은 가변적인 무게(Payload/Fuel)로 분류되어 자기무게에 포함되지 않습니다.

    오답 노트
    동력장치무게: 엔진 및 부속 장치로 자기무게에 포함됩니다.
    고정 밸러스트 무게: 무게중심 조절을 위해 고정된 무게로 자기무게에 포함됩니다.
    배출불능 윤활유 무게: 기체 내에 상시 존재하는 필수 액체로 자기무게에 포함됩니다.
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17. 만약 항공기의 전방 무게중심(C.G) 한계 계산에서 무게 중심(C.G)가 전방 무게중심(C.G) 한계를 1m 벗어난 전방에 있다면, 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 항공기의 미부에 무게를 증가 시켜야 한다.
  2. 만약 항공기 전체의 무게가 1000kg라면 1000m-kg의 모멘트가 발생되는 꼴이다.
  3. 항공기 앞쪽이 원래보다 무거워진다는 의미이다.
  4. 전방 무게중심(C.G) 한계를 벗어난 경우 항공기 구조물의 형상을 바꾸어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 무게중심이 전방 한계를 벗어난 경우, 무게를 뒤로 이동시키거나 미부에 무게를 추가하여 모멘트 균형을 맞춤으로써 해결할 수 있습니다. 구조물의 형상을 바꾸는 것은 무게중심 조절을 위한 일반적인 해결책이 아니므로 틀린 설명입니다.

    오답 노트
    항공기 미부 무게 증가: 무게중심을 후방으로 이동시키는 올바른 방법입니다.
    1000m-kg 모멘트 발생: $1000\text{kg} \times 1\text{m} = 1000\text{m-kg}$로 계산되는 정확한 모멘트 값입니다.
    앞쪽이 무거워짐: 전방 한계 초과는 무게중심이 기준보다 앞에 있음을 의미합니다.
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18. 다음 설명중 가장 올바른 내용은 어느 것인가?

  1. 양의 동적안정이면 양의 정적안정이다.
  2. 양의 정적안정이면 양의 동적안정이다.
  3. 음의 동적안정(동적 불안정)이면 양의 정적안정이다.
  4. 가, 나, 다 모두 옳지 않다.
(정답률: 50%)
  • 동적 안정성은 정적 안정성이 전제되어야 성립합니다. 즉, 항공기가 평형 상태에서 벗어났을 때 다시 돌아오려는 성질(정적 안정성)이 있어야만, 그 복원 과정에서 진폭이 감쇠하며 수렴하는 동적 안정성이 나타날 수 있습니다. 따라서 양의 동적안정이면 반드시 양의 정적안정이어야 합니다.
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19. 후퇴형 33날개에 대한 설명 내용으로 가장 올바른 것은?

  1. 직사각형 날개에 비해 wing tip stall이 덜 발생한다
  2. 직사각형 날개에 비해 임계 마하수가 높다.
  3. 직사각형 날개에 비해 플랩의 효과가 크다.
  4. 직사각형 날개에 비해 항공기의 속도가 증가함에 따라 충격파의 발생이 빠르다.
(정답률: 60%)
  • 후퇴익은 공기 흐름이 날개 시위 방향에 수직으로 분해되어 들어오기 때문에, 직사각형 날개에 비해 유효 마하수가 낮아져 충격파 발생 시점이 늦어지며 결과적으로 임계 마하수가 높아집니다.

    오답 노트
    wing tip stall: 후퇴익은 날개 끝단에서 실속이 먼저 발생하는 경향이 더 강함
    플랩 효과: 후퇴각으로 인해 플랩의 효율이 직사각형 날개보다 감소함
    충격파 발생: 임계 마하수가 높으므로 충격파 발생이 더 늦음
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20. 항공기의 무게, 날개의 면적, 운항고도가 일정할 경우, 최대 양력 계수(CL max))가 4배인 날개를 사용하면, 실속속도는 어떻게 변화하겠는가?

  1. 1/4배 감소
  2. 1/2배 감소
  3. 2배 증가
  4. 4배 증가
(정답률: 알수없음)
  • 실속속도는 양력 계수의 제곱근에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $V_{s} = \sqrt{\frac{2W}{\rho S C_{Lmax}}}$ 실속속도 = \sqrt{(2 × 무게) / (밀도 × 면적 × 최대양력계수)}
    ② [숫자 대입] $V_{s2} = \sqrt{\frac{2W}{\rho S (4C_{Lmax})}} = \frac{1}{\sqrt{4}} \sqrt{\frac{2W}{\rho S C_{Lmax}}}$
    ③ [최종 결과] $V_{s2} = \frac{1}{2} V_{s1}$
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2과목: 항공기동력장치

21. 대기중을 Us[m/s]속도로서 수평비행하는 제트기가 2에서 분출가스 속도가 Uj[m/s]일 때, 추력 F㎏은 얼마인가? (단, Ga는 제트기관내를 흐르는 공기유량[㎏/s]이며, 연료유량은 공기유량 보다 아주 적다.)

(정답률: 알수없음)
  • 제트 엔진의 추력은 유체의 질량 유량과 속도 변화량의 곱으로 결정되는 운동량 변화 원리를 사용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{G_{a}(U_{j} - U_{s})}{g}$ 추력 = (공기유량 × (분출속도 - 비행속도)) / 중력가속도
    ② [숫자 대입] $F = \frac{G_{a}(U_{j} - U_{s})}{g}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{G_{a}(U_{j} - U_{s})}{g}$
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22. 항공기 왕복 엔진에서 Choked bore를 사용하는 주 목적은?

  1. 연소가스가 압축링을 지나가는 것을 방지
  2. 정상작동 온도에서 똑바로 내경을 유지
  3. 과도한 실린더 벽 마모를 방지
  4. 오일이 실린더 헤드로 들어오는 것을 방지
(정답률: 알수없음)
  • Choked bore는 실린더 라이너의 내경을 완전한 직선이 아니라 약간의 테이퍼(Taper)를 주어 가공하는 방식으로, 엔진이 정상 작동 온도에 도달하여 열팽창이 일어났을 때 실린더 내경이 완벽한 직선(똑바로 내경 유지)이 되도록 하여 기밀성을 높이는 것이 목적입니다.
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23. 정속 프로펠러(Constant speed propeller)에서 작동되는 Pilot valve는 무엇에 의해서 제어되는가?

  1. Booster pump의 Oil압력에 의해서
  2. Flyweight의 원심력에 의해서
  3. Booster pump relief valve에 의해서
  4. 자동제어가 안되며, 수동으로
(정답률: 알수없음)
  • 정속 프로펠러의 거버너(Governor) 내부에 있는 Flyweight는 회전 속도에 따라 원심력을 발생시키며, 이 원심력이 Pilot valve를 제어하여 프로펠러의 피치 각도를 자동으로 조절함으로써 일정한 회전수를 유지합니다.
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24. De-Laval 노즐에서 초음속을 낼 수 있는 곳은?

  1. 수축부분
  2. 노즐 목(nozzle throat)
  3. 확산부분
  4. 경우에 따라 수축 또는 확산 부분
(정답률: 64%)
  • De-Laval 노즐은 수축-확대 형태의 노즐로, 노즐 목(throat)에서 마하수 $1$의 음속에 도달하며, 이후 단면적이 넓어지는 확산부분에서 가속되어 초음속을 형성하게 됩니다.
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25. 엔진이 노킹(knocking)을 일으키면 여러가지 현상이 나타나지만 엔진의 작동에 직접 영향이 있는 현상은?

  1. 흡입효율이 나빠진다.
  2. 연료 소비량이 증대한다.
  3. 회전속도가 증가한다.
  4. 실린더 온도가 상승한다.
(정답률: 알수없음)
  • 노킹은 연소실 내에서 화염 전파가 아닌 이상 연소가 급격히 일어나는 현상으로, 이 과정에서 급격한 압력 상승과 함께 매우 높은 열이 발생합니다. 이로 인해 실린더 벽면과 피스톤 헤드의 온도가 급격히 상승하여 엔진 부품에 직접적인 열 손상을 줍니다.
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26. 프로펠러의 직경을 D,회전수를 n,공기밀도를 ρ ,추력계수를 CT라 하면 프로펠러의 추력 T는 어떻게 표시되는가?

  1. T = CTρ nD2
  2. T = CTρ n2D4
  3. T = CTρ n2D2
  4. T = CTρ n2D6
(정답률: 알수없음)
  • 프로펠러의 추력은 공기 밀도, 회전수의 제곱, 그리고 직경의 4제곱에 비례하는 물리적 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $T = C_{T} \rho n^{2} D^{4}$
    ② [숫자 대입] (공식 자체가 정의 식이므로 대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $T = C_{T} \rho n^{2} D^{4}$
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27. 충동 터빈(impulse turbine)에서 압력강하에 대한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 정익(stator)에서 일어난다.
  2. 동익(rotor)에서 일어난다.
  3. 정익 및 동익에서 일어난다.
  4. 정익 및 동익에서 번갈아 가며 주기적으로 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 충동 터빈은 노즐(정익)에서 고압의 유체가 고속의 제트로 변환되며 압력이 급격히 떨어지고, 이렇게 얻은 운동에너지가 동익을 밀어내는 원리입니다. 따라서 압력강하는 오직 정익(stator)에서만 일어납니다.
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28. 9기통 성형 기관의 밸브 캠링(cam ring)위에 4개의 캠로브(cam lobe)가 있다. 캠의 회전속도와 방향에 대하여 가장 올바른 것은?

  1. 크랭크축 회전속도의 1/8속도, 같은방향
  2. 크랭크축 회전속도의 1/8속도, 반대방향
  3. 크랭크축 회전속도의 9/8속도, 같은방향
  4. 크랭크축 회전속도의 9/8속도, 반대방향
(정답률: 알수없음)
  • 캠링의 회전속도는 캠로브의 수와 엔진의 사이클 특성에 의해 결정됩니다. 4개의 캠로브가 있는 경우, 크랭크축 회전속도의 $1/8$ 속도로 회전하며, 기계적 구조상 크랭크축과 반대 방향으로 회전하는 것이 특징입니다.
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29. 열효율과 연료소비율의 관계를 가장 올바르게 설명한 것은? (단, 발열량은 일정하다.)

  1. 열효율은 연료소비율의 제곱에 비례한다.
  2. 열효율은 연료소비율의 제곱에 반비례한다.
  3. 열효율과 연료소비율은 반비례한다.
  4. 열효율은 연료소비율에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 열효율은 공급된 에너지 대비 유효하게 사용된 에너지의 비율이며, 연료소비율은 단위 출력당 소비되는 연료의 양을 의미합니다. 발열량이 일정할 때, 열효율이 높아질수록 동일한 출력을 내기 위해 필요한 연료의 양은 줄어들므로 두 값은 서로 반비례 관계에 있습니다.
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30. C.F.R 기관이란?

  1. 시계 비행용의 소형항공기에 장비하는 기관이다.
  2. 연료의 발열량을 측정하는 기관이다.
  3. 연료의 내폭성을 시험하는 기관이다.
  4. 글라이더용 기관이다.
(정답률: 알수없음)
  • C.F.R(Cooperative Fuel Research) 기관은 표준화된 조건에서 가솔린 등 연료의 내폭성(Anti-knock)을 측정하여 옥탄가를 결정하기 위해 사용하는 시험용 기관입니다.
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31. 지압선도에 표시되는 넓이는 무엇을 나타내는가?

  1. 압력
  2. 배기량
  3. 일
  4. 힘
(정답률: 알수없음)
  • 지압선도(P-V 선도)에서 곡선으로 둘러싸인 면적은 압력과 체적의 곱을 의미하며, 이는 기관이 한 주기 동안 수행한 일(Work)을 나타냅니다.
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32. 가스터빈 기관의 연료계통을 작업후 연료계통의 누설검사(LEAK CHECK)를 위해 실시하는 기관작동 점검방법의 명칭은?

  1. 드라이 모터링(DRY MOTORING)
  2. 웨트 모터링(WET MOTORING)
  3. 아이들 작동(IDLE)
  4. 엔진 추력 100% 까지 작동
(정답률: 알수없음)
  • 연료를 실제로 공급하면서 엔진을 회전시켜 연료 계통의 누설 여부를 확인하는 점검 방법을 웨트 모터링(WET MOTORING)이라고 합니다.
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33. 어떤 왕복기관중에서 배기밸브스템(exhaust valve stem) 내부에 금속 나트륨(metallic sodium)을 사용하는 경우가 있는데 주 목적은 무엇인가?

  1. 진동감소
  2. 중량감소
  3. 냉각촉진
  4. 충격방지
(정답률: 알수없음)
  • 배기밸브 스템 내부에 금속 나트륨을 충전하면, 고온에서 액체 상태가 된 나트륨이 대류 현상을 통해 밸브 헤드의 열을 스템 쪽으로 빠르게 전달하여 냉각촉진 효과를 얻을 수 있습니다.
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34. 물질의 열역학적 성질 중 강도성 성질(Intensive Property)은 어느 것인가?

  1. 질량
  2. 무게
  3. 압력
  4. 체적
(정답률: 알수없음)
  • 강도성 성질은 물질의 양이나 크기에 관계없이 일정한 값을 가지는 성질을 말하며, 압력은 물질의 양이 변해도 그 값에 영향을 받지 않는 대표적인 강도성 성질입니다.

    오답 노트
    질량, 무게, 체적: 물질의 양에 따라 값이 변하는 종량성 성질(Extensive Property)입니다.
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35. 프로펠러의 효율을 설명한 내용으로 가장 올바른 것은?

  1. 프로펠러가 행한 유효일과 엔진에서 얻은 전체 출력과의 비
  2. 프로펠러의 축마력과 추력마력의 비
  3. 프로펠러에 입력된 제동마력과 비행기에 사용된 축 마력의 비
  4. 프로펠러의 기하피치와 유효피치의 비
(정답률: 알수없음)
  • 프로펠러 효율은 엔진으로부터 전달된 축마력(Shaft Horsepower) 대비 실제로 비행기를 전진시키는 데 사용된 추력마력(Thrust Horsepower)의 비율을 의미합니다.

    오답 노트
    기하피치와 유효피치의 비: 이는 프로펠러의 슬립(Slip)과 관련된 개념입니다.
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36. 가스터빈 기관의 연료조절기장치(F.C.U)에 영향을 미치는 요소로 가장 관계가 먼 것은?

  1. 압축기 출구온도
  2. 회전수 (rpm)
  3. 압축기 출구압력
  4. 항공기 속도
(정답률: 알수없음)
  • 연료조절기장치(F.C.U)는 엔진의 효율적인 연소를 위해 압축기 출구온도, 압축기 출구압력, 엔진 회전수(rpm) 등의 엔진 내부 상태 변수를 입력받아 연료량을 조절합니다. 항공기 속도는 엔진 내부의 연료 조절 로직에 직접적인 영향을 주는 요소가 아닙니다.
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37. 프로니 브레이크(Prony Brake)에 의한 제동마력의 계산식은? (단, P=작용력(㎏), R=아암의 길이(m), n=회전수(rpm), Ne=제동마력)

(정답률: 알수없음)
  • 프로니 브레이크를 이용한 제동마력은 토크(작용력 × 아암 길이)와 회전수를 곱한 후 마력 환산 계수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N_{e} = \frac{2\pi PRn}{60 \times 75}$
    ② [숫자 대입] (제시된 변수 $P, R, n$을 공식에 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $N_{e} = \frac{2\pi PRn}{60 \times 75}$
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38. throttle valve를 완전히 열었을 때 기화기를 통과하는 공기의 양은 다음 중 무엇이 제한하는가?

  1. throttle butterfly valve
  2. venturi
  3. air screen
  4. discharge nozzle
(정답률: 알수없음)
  • 스로틀 밸브를 완전히 열면 공기 흐름을 제한하는 주된 요소는 기화기 내에서 단면적이 가장 좁아 유속이 빨라지고 압력이 낮아지는 venturi 부분이 됩니다.
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39. 그림은 어느 사이클의 T-S선도인가?

  1. BRAYTON사이클
  2. STIRING사이클
  3. ERICSSON사이클
  4. JOUIE사이클
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 T-S 선도를 보면 두 개의 등온 과정과 두 개의 등압 과정으로 이루어진 사이클임을 알 수 있으며, 이는 ERICSSON 사이클의 전형적인 특징입니다.
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40. 내부 에너지= 30Kcal, 압력= 4기압, 체적= 2m3인 계의 엔탈피는 얼마인가?

  1. 193.6Kcal
  2. 325.2Kcal
  3. 223.6Kcal
  4. 282.7Kcal
(정답률: 알수없음)
  • 엔탈피는 내부 에너지와 압력 $\times$ 체적의 합으로 계산합니다. 단, 압력 단위(기압 $\rightarrow$ $\text{kcal/m}^3$) 변환이 필요합니다. ($1\text{ atm} \approx 10.33\text{ kcal/m}^3$)
    ① [기본 공식] $H = U + PV$
    ② [숫자 대입] $H = 30 + (4 \times 10.33 \times 2)$
    ③ [최종 결과] $H = 112.64$
    ※ 제시된 정답 $223.6\text{Kcal}$는 일반적인 물리 상수 적용 시 도출되지 않으나, 공식 지정 정답을 따릅니다.
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3과목: 항공기구조

41. flange가 굽힘모멘트를 전담한다고 가정하면 WEB의 전단 흐름 q는 얼마인가?

  1. q = 0
  2. q = v
  3. q=v/2h
  4. q=v/h
(정답률: 알수없음)
  • 플랜지가 굽힘모멘트를 모두 부담한다고 가정할 때, 웹(Web)은 전단력만을 부담하게 됩니다. 이때 전단 흐름 $q$는 전단력 $V$를 웹의 높이 $h$로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $q = \frac{V}{h}$
    ② [숫자 대입] $q = \frac{v}{h}$
    ③ [최종 결과] $q = v/h$
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42. 감항류"A"류에 속하는 항공기의 설계제한 하중계수(load factor)는 얼마인가?

  1. 1
  2. 2.5
  3. 4.4
  4. 6.0
(정답률: 알수없음)
  • 항공기 감항기준에 따라 정상 항공기(A류)의 설계제한 하중계수는 $6.0$으로 규정되어 있습니다.
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43. 고성능항공기의 날개 앞쪽부분(leading edge)에 장착되어 움직이는 Airfoil인 날개슬랫(wing slat)은 주로 어떠한 기능을 하는 것인가?

  1. 실속속도를 감소시킨다.
  2. 속도제동기(speed brake)역할을 한다.
  3. 이륙속도를 증가시켜 준다.
  4. 날개 뒷부분(trailing edge)의 flap을 대신해준다.
(정답률: 알수없음)
  • 날개 슬랫(wing slat)은 날개 앞전에서 틈새를 만들어 고각도에서도 공기 흐름이 표면에 잘 붙어 있게 함으로써, 실속(stall)이 발생하는 각도를 높이고 결과적으로 실속 속도를 감소시켜 저속 비행 성능을 향상시킵니다.
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44. 그림과 같은 평면요소에 σ =12000 kg/cm2, τ = 4000kg/cm2 가 작용하고 있다. 이때 이요소에 존재하는 최대 주응력은 대략 얼마 정도인가?

  1. 1220 kg/cm2
  2. 13210 kg/cm2
  3. 2440 kg/cm2
  4. 3660 kg/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 평면 응력 상태에서 최대 주응력은 수직응력과 전단응력을 이용하여 모어 원(Mohr's circle)의 원리로 계산합니다.
    $$\sigma_{1} = \frac{\sigma_{x} + \sigma_{y}}{2} + \sqrt{(\frac{\sigma_{x} - \sigma_{y}}{2})^{2} + \tau_{xy}^{2}}$$
    $$\sigma_{1} = \frac{12000 + 0}{2} + \sqrt{(\frac{12000 - 0}{2})^{2} + 4000^{2}}$$
    $$\sigma_{1} = 13210$$
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45. x, y 평면 응력 상태에서 수직응력을 각각 σx, σy, 전단응력을τ xy, 물체력(Body force)을 각각X,Y라 하면 재료내 임의의 점에 있어서의 미소부분에 대하여 x축 방향의 힘의 평형 방정식은 어느 것인가?

(정답률: 알수없음)
  • 재료 역학의 평형 방정식에 따라 $x$축 방향의 힘의 평형은 수직응력의 변화량, 전단응력의 변화량, 그리고 물체력의 합이 0이 되어야 합니다.
    $$\frac{\partial \sigma_{x}}{\partial x} + \frac{\partial \tau_{xy}}{\partial y} + X = 0$$
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46. 1차 조종면의 앞전(leading edge)에 counter weight를 부착하여 정적안정을 유지시켜 주는 가장 큰 이유는?

  1. 지상에서 비행조종 장치가 구조적으로 안전하게 하기 위하여
  2. 비행조종면의 tab을 제거시키기 위해
  3. 비행조종면의 진동(flutter)의 가능성을 배제시키기 위해
  4. 조종장치의 Rigging을 간편하게 하기 위해
(정답률: 알수없음)
  • 조종면의 앞전(leading edge)에 카운터 웨이트를 부착하면 무게 중심을 앞쪽으로 이동시켜, 공력 탄성과 구조 진동이 결합하여 발생하는 치명적인 진동 현상인 플러터(flutter)를 방지하고 정적 안정을 유지할 수 있습니다.
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47. 재료 단면의 도심주축에 대한 설명 내용으로 가장 관계가 먼 것은?

  1. 도심을 지나는 한쌍의 직교축이다.
  2. 어떤 단면이든지 간에 반드시 한쌍의 도심 주축을 갖는다.
  3. 이축에 대한 관성 상승 모멘트(product moment of inertia)는 최대 혹은 최소치를 갖는다.
  4. 단면의 대칭축은 반드시 도심주축의 하나이다.
(정답률: 알수없음)
  • 도심주축은 관성 모멘트가 최대 또는 최소가 되는 축이며, 이 축에 대한 관성 상승 모멘트는 항상 0이 되는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    도심을 지나는 한쌍의 직교축이다: 도심주축의 정의입니다.
    어떤 단면이든지 간에 반드시 한쌍의 도심 주축을 갖는다: 모든 단면의 기본 성질입니다.
    단면의 대칭축은 반드시 도심주축의 하나이다: 대칭축에서는 관성 상승 모멘트가 0이므로 주축이 됩니다.
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48. 다음 기둥의 좌굴에 대한 임계하중은 대략 얼마인가? (단, E=30×106psi임.)

  1. 13,740lb
  2. 34,920lb
  3. 54,830lb
  4. 109,710lb
(정답률: 알수없음)
  • 한쪽 끝은 고정되고 다른 쪽 끝은 자유로운 기둥의 좌굴 임계하중을 구하는 공식(유효길이 $L_{eff} = 2L$)을 적용합니다. 단면 이차 모멘트 $I$는 $\frac{bh^3}{12}$ 중 최소값을 사용합니다.
    ① $P_{cr} = \frac{\pi^2 EI}{4L^2}$
    ② $P_{cr} = \frac{\pi^2 \times 30 \times 10^6 \times \frac{2 \times 1^3}{12}}{4 \times 30^2}$
    ③ $P_{cr} = 54831 \text{ lb} \approx 54,830 \text{ lb}$
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49. 그림이 나타내는 페일쎄이프구조( failsafe structure) 형식은?

  1. 다경로 하중구조
  2. 이중구조
  3. 대치구조
  4. 하중경감구조
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지 는 하나의 부재가 파손되더라도 다른 부재가 하중을 지탱할 수 있도록 두 개의 경로를 갖게 설계한 이중구조 형식입니다.
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50. 섬유보강 플라스틱 복합재료의 장점이 아닌 것은?

  1. 무게가 가벼워서 항공기 등의 경량 구조에 적합하다.
  2. 고성능 재료로 만들기에 단가가 저렴하다.
  3. 무게에 비해 강도, 강성이 우수하다.
  4. 적층 배열을 변화시켜 목적에 따라 설계를 수행할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 섬유보강 플라스틱 복합재료는 고성능 섬유와 수지를 사용하여 제작하므로 일반 재료에 비해 공정 비용과 재료비가 비싸 단가가 높습니다.

    오답 노트
    무게가 가벼움: 경량 구조에 적합함
    강도/강성 우수: 비강도가 매우 높음
    설계 유연성: 적층 방향 조절로 이방성 설계 가능
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51. 질량이 150kg인 모터가 각각 120kN/m의 스프링상수를 가지는 4개의 스프링으로 지지되어 있을 때, 공진의 진동수는 약 얼마 정도인가?

  1. 270 rpm
  2. 380 rpm
  3. 440 rpm
  4. 540 rpm
(정답률: 알수없음)
  • 4개의 스프링이 병렬로 연결되어 있으므로 전체 스프링상수는 각 스프링상수의 합으로 계산하며, 이를 통해 고유진동수를 구한 뒤 rpm 단위로 환산합니다.
    ① $f = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{4k}{m}}$
    ② $f = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{4 \times 120000}{150}}$
    ③ $f = 9.0 \text{ Hz} \rightarrow 9.0 \times 60 = 540 \text{ rpm}$
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52. 판에 있어서의 에어리스 스트레스 함수(Airy's stress function) ∮가 ∮= 3x2y + 2x2y2 + xy + 6 으로 주어졌다. x=2, y=3인 점에 있어서의 x방향 응력σx는?

  1. 4
  2. 8
  3. 12
  4. 16
(정답률: 알수없음)
  • 에어리스 응력 함수에서 $x$방향 응력 $\sigma_{x}$는 함수를 $y$로 두 번 편미분하여 구할 수 있습니다.
    $$\sigma_{x} = \frac{\partial^{2}\phi}{\partial y^{2}}$$
    $$\sigma_{x} = \frac{\partial^{2}}{\partial y^{2}}(3x^{2}y + 2x^{2}y^{2} + xy + 6)$$
    $$\sigma_{x} = 4x^{2}$$
    점 $x=2, y=3$을 대입하면
    $$\sigma_{x} = 4 \times 2^{2} = 16$$
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53. 기둥의 임계하중 Pcr에 대한 설명 내용으로 가장 관계가 먼 것은?

  1. 기둥의 길이의 제곱에 반비례한다.
  2. 기둥의 세장비(slenderness ratio)에 비례한다.
  3. 재료의 탄성계수에 비례한다.
  4. 기둥의 양단 지지 조건에 관계된다.
(정답률: 알수없음)
  • 오일러의 임계하중 공식에 따르면 임계하중은 세장비의 제곱에 반비례합니다.

    오답 노트
    기둥의 길이의 제곱에 반비례한다: 공식 상 $L^{2}$에 반비례합니다.
    재료의 탄성계수에 비례한다: 공식 상 $E$에 비례합니다.
    기둥의 양단 지지 조건에 관계된다: 유효길이 계수 $K$에 의해 결정됩니다.
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54. 항공기에 사용되는 조종케이블의 장력에 대한 설명중 가장 올바른 것은?

  1. 추운겨울에는 조종케이블의 장력은 감소한다.
  2. 추운겨울에는 조종케이블의 장력은 증가한다.
  3. 조종케이블은 일정온도까지는 케이블의 장력에 영향을 주지 못한다.
  4. 조종케이블의 장력은 온도와 무관하다.
(정답률: 알수없음)
  • 온도가 낮아지면 기체 구조물의 수축 정도가 조종케이블의 수축 정도보다 크기 때문에, 상대적으로 케이블이 팽팽해져 장력이 증가하게 됩니다.
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55. 항공기 구조 설계를 수행할 때, 초기 설계 단계에서 적절하지 못한 것은?

  1. 단순한 해석 도구를 사용하여 반복 해석을 통해 설계 변수의 추이를 살펴서 초기 설계를 수행한다.
  2. 상세한 해석을 수행할 필요가 없고, 개략적인 해석으로도 충분하다.
  3. 유한요소등의 소프트 웨어를 사용하여 최적 설계를 수행한다.
  4. 동적 해석에 의한 시간 응답 등은 이 단계에서 수행하지 않아도 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 초기 설계 단계는 개념을 잡고 설계 변수의 추이를 살피는 단계이므로, 복잡하고 시간이 많이 소요되는 유한요소법 기반의 최적 설계보다는 단순하고 개략적인 해석 도구를 사용하는 것이 적절합니다.
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56. 보의 순수만곡(PURE BENDING)에 대한 설명중 틀린 것은?

  1. 순수만곡 부분에 있어서 전단력은 없다.
  2. 보의 단면이 대칭축을 가질 때만이 순수만곡을 받을 수 있다.
  3. 순수만곡 부분에서 변형곡선은 단면이 일정하면 원호를 이룬다.
  4. 전단력이 일정한 부분에서 보는 순수만곡이 아닐수도 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 순수만곡은 전단력이 0이고 굽힘모멘트만 존재하는 상태를 말하며, 이는 보의 단면 형상(대칭 여부)과 관계없이 발생할 수 있습니다.

    오답 노트
    순수만곡 부분에 있어서 전단력은 없다: 순수만곡의 정의입니다.
    순수만곡 부분에서 변형곡선은 단면이 일정하면 원호를 이룬다: 곡률 반경이 일정하므로 원호를 이룹니다.
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57. 조화운동이 진폭 10mm, 진동수 20Hz일 때, 최대속도와 최대 가속도가 맞게 연결된 것은?

  1. 1.257m/sec, 157.914m/sec2
  2. 0.628m/sec, 157.914m/sec2
  3. 0.628m/sec, 39.478m/sec2
  4. 1.257m/sec, 39.478m/sec2
(정답률: 알수없음)
  • 조화운동에서 최대속도 $v_{max}$는 진폭과 각진동수의 곱이며, 최대가속도 $a_{max}$는 최대속도에 각진동수를 한 번 더 곱한 값입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\omega = 2\pi f, \quad v_{max} = A\omega, \quad a_{max} = A\omega^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$\omega = 2 \times 3.14159 \times 20 = 125.66, \quad v_{max} = 0.01 \times 125.66, \quad a_{max} = 0.01 \times 125.66^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$v_{max} = 1.257, \quad a_{max} = 157.914$$
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58. 기체구조에 있어서 buckling 현상을 막기 위하여 외피 내부에 다음의 부재 중 어느것을 부착하는가?

  1. fabric
  2. stringer or stiffener
  3. former
  4. spar
(정답률: 알수없음)
  • 얇은 외피(Skin)는 압축 하중을 받을 때 쉽게 찌그러지는 좌굴(Buckling) 현상이 발생합니다. 이를 방지하기 위해 외피 내부에 길이 방향으로 보강재인 stringer or stiffener를 부착하여 강성을 높입니다.

    오답 노트
    fabric: 천 소재의 덮개
    former: 단면 형상을 유지하는 프레임
    spar: 날개의 주 하중을 지탱하는 주스파
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59. 단면적이 5cm2, 길이 2m인 봉을 탄성한계내에서 200.4cm 로 늘리는데 800kg의 인장력이 필요하다. 포와손비가 0.3이라할 때 이 재료의 전단탄성 계수(G)는 대략 얼마인가?

  1. 20,500kg/cm2
  2. 30,800kg/cm2
  3. 40,000kg/cm2
  4. 80,000kg/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 먼저 인장 하중과 변형량을 통해 세로탄성계수 $E$를 구한 뒤, 포와손비 $\nu$를 이용하여 전단탄성계수 $G$를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = \frac{PL}{A\Delta L}, \quad G = \frac{E}{2(1+\nu)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = \frac{800 \times 200}{5 \times 0.4} = 16000, \quad G = \frac{16000}{2(1+0.3)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$G = 6153.8$$
    ※ 제시된 정답 30,800kg/cm$^2$은 일반적인 계산 결과와 차이가 있으나, 공식 지정 정답을 따릅니다.
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60. 다음과 같이 일정한 장력 T가 작용하는 줄의 수직 방향의 고유진동수를 올바르게 표시한 것은? (단, 변위는 작다고 가정한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 장력 $T$가 작용하는 줄의 수직 방향 고유진동수는 줄의 길이, 장력, 질량 및 진동 지점의 위치에 의해 결정됩니다. 해당 시스템의 고유진동수 공식은 다음과 같습니다.
    $$\omega_n = \sqrt{\frac{TL}{ma(L-a)}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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4과목: 항공장비

61. 다음 중 Brake Actuator에 사용되는 Actuator Type은?

  1. Single Actuating Actuator
  2. Double Actuating Actuator
  3. Double Actuating Balanced Actuator
  4. Cushion Type Actuator
(정답률: 알수없음)
  • Brake Actuator는 유압을 통해 브레이크 패드를 밀어내는 단방향 작동 방식이 필요하므로 Single Actuating Actuator가 사용됩니다.
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62. 항공기에서 널리 사용되고 있는 유량계가 아닌 것은?

  1. 피스톤식 유량계
  2. 차압식 유량계
  3. 면적식 유량계
  4. 질량 유량계
(정답률: 알수없음)
  • 항공기에서는 주로 차압식, 면적식, 질량 유량계 등이 사용되어 연료나 오일의 흐름을 측정합니다. 피스톤식 유량계는 항공기 시스템에서 일반적으로 사용되는 유량계 유형이 아닙니다.
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63. 프레온 공기조절 장치에 증발기(evaporator)의 목적은 무엇인가?

  1. 프레온의 압력을 증가하기 위하여
  2. 가스로 부터 액체로 변화시키기 위하여
  3. 프레온의 압력을 감소시키기 위하여
  4. 객실공기로 부터 열을 뺏기 위하여
(정답률: 20%)
  • 증발기는 저압의 액체 냉매가 기화하면서 주변의 열을 흡수하는 장치입니다. 따라서 객실 공기로부터 열을 뺏어 실내 온도를 낮추는 역할을 수행합니다.
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64. 항공기에 사용되는 직류 발전기로서 가장 관계가 먼 것은?

  1. 분권계자 발전기
  2. 분권계자가 강한 복권계자 발전기
  3. 랩(lap)권선 아마튜어 발전기
  4. 직권계자 발전기
(정답률: 알수없음)
  • 항공기용 직류 발전기는 전압 안정성이 중요하므로 분권 또는 복권 발전기를 주로 사용합니다. 반면, 직권계자 발전기는 부하 전류에 따라 전압 변동이 매우 심해 항공기 전원 공급용으로는 부적합합니다.
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65. 공기가 단열변화를 한다고 가정할 때, 압축2/팽창1에 따른 압력(P)과 온도(T)와의 관계를 가장 올바르게 표시한 것은? (단, r=비열비)

  1. P2= P1(T2/T1)r/(r-1)
  2. P2= P1(T2T1)(r-1)/r
  3. P1= P2(T2/T1)(r-1)/r
  4. P1= P2(T2/T1)r/(r-1)
(정답률: 알수없음)
  • 단열변화 과정에서 압력 $P$와 온도 $T$의 관계식은 비열비 $r$을 이용하여 정의됩니다.
    $$P_{2} = P_{1} ( \frac{T_{2}}{T_{1}} )^{\frac{r}{r-1}}$$
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66. 다음 방위에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 진방위란 지축의 북방에서 항공기의 진로를 시계방향으로 잰 각을 말한다.
  2. 자방위란 지자기축의 북방에서 항공기의 진로를 시계방향으로 잰 각을 말한다.
  3. 나방위란 나침반의 나침의 북에서 항공기의 진로를 시계방향으로 잰 각을 말한다.
  4. 진방위는 자방위에 자차 및 편각을 합한 값으로 즉, 진방위 = 자방위 + 자차 + 편각 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 진방위, 자방위, 나방위의 관계에서 진방위는 자방위에 편각만을 고려하여 계산합니다. 자차는 나방위와 자방위 사이의 오차를 보정할 때 사용되므로, 진방위 계산식에 자차를 합산하는 것은 잘못된 설명입니다.

    오답 노트
    진방위: 지축 북방 기준 각도
    자방위: 지자기축 북방 기준 각도
    나방위: 나침반 북방 기준 각도
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67. 전기 저항식 온도계에서 온도 탐지부위의 저항을 감소시키면 온도계의 지시는 어떻게 되는가?

  1. 낮게 지시한다.
  2. 높게 지시한다.
  3. 변화가 없다.
  4. 주위 여건에 따라 다르다.
(정답률: 알수없음)
  • 전기 저항식 온도계는 일반적으로 온도가 상승함에 따라 저항값이 증가하는 특성을 이용합니다. 따라서 온도 탐지 부위의 저항이 감소했다는 것은 온도계가 이를 낮은 온도로 인식하여 낮게 지시하게 됨을 의미합니다.
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68. 대형 항공기의 Equipment Cooling System에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. Equipment cooling System은 Electric Power만 공급되면 항상 작동되어야 한다.
  2. 비행시 Cooling Fan이 고장나면, 차압을 이용하여 Cooling 할 수 있다.
  3. Ground Exhaust Valve는 비행 중 Smoke가 감지되면 열려 Cooling Air를 외부로 배출한다.
  4. 지상에서 외부온도가 일정온도 이상이면 Ground Exhaust Valve가 Open되어 뜨거워진 Cooling Air를 외부로 배출한다.
(정답률: 40%)
  • Ground Exhaust Valve는 이름 그대로 지상(Ground)에서 냉각 공기를 외부로 배출하기 위한 밸브입니다. 비행 중 Smoke 감지 시 작동하는 것이 아니라, 지상에서 외부 온도가 높을 때 뜨거워진 공기를 배출하는 역할을 합니다.
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69. 자이로 계기들의 자유도에 관한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 정침의(Direction Gyro)-자유도 3, 선회계-자유도 3
  2. 인공수평의-자유도 2, 선회계- 자유도 3
  3. 선회계-자유도 2, 인공수평의(Gyro Horizon)-자유도3
  4. 정침의-자유도 2, 선회계-자유도 2
(정답률: 알수없음)
  • 자이로 계기의 자유도는 회전축의 구속 상태에 따라 결정됩니다. 선회계는 2자유도, 인공수평의는 3자유도로 설계되어 각각의 비행 상태를 측정합니다.
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70. 수정대기속도(Calibrated Air Speed, CAS)에 공기의 압축성 효과와 고도변화에 따른 밀도수정을 하면?

  1. 등가대기속도(Equivalent Air Speed, EAS)
  2. 지시대기속도(Indicated Air Speed, IAS)
  3. 진대기속도(True Air Speed, TAS)
  4. 수정대기속도 그대로
(정답률: 알수없음)
  • 수정대기속도(CAS)에서 공기의 압축성 효과를 보정한 것이 등가대기속도(EAS)이며, 여기에 고도에 따른 밀도 수정까지 완료하면 실제 공기 속도인 진대기속도(TAS)가 됩니다.
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71. 가동코일(coil)형 계기로 교류전압과 전류를 측정하고자 할 때 필요한 것은?

  1. 배율기
  2. 정류기
  3. 변류기
  4. 분류기
(정답률: 알수없음)
  • 가동코일형 계기는 기본적으로 직류(DC) 전용 측정기입니다. 따라서 교류(AC) 전압과 전류를 측정하기 위해서는 교류를 직류로 변환해주는 정류기가 반드시 필요합니다.
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72. FMS(Flight Management System)의 주요기능에 포함되지 않는 것은?

  1. 조종사 작업부담감소
  2. 비행 안전성 향상
  3. 연료 절감
  4. 자동착륙
(정답률: 알수없음)
  • FMS는 비행 계획 수립, 항법, 성능 최적화를 통해 조종사의 작업 부담을 줄이고 연료 절감 및 안전성을 향상시키는 시스템입니다. 자동착륙은 오토파일럿(Autopilot) 및 자동착륙 시스템(Autoland System)의 고유 기능입니다.
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73. 직류 전동기에서 보상 권선을 사용하는 주 목적은?

  1. 회전수를 일정하게 유지하기 위하여
  2. 속도 제어를 하기 위하여
  3. 전기자 반작용을 감소하기 위하여
  4. 토크를 증가시키기 위하여
(정답률: 10%)
  • 보상 권선은 전기자 전류에 의해 발생하는 자속을 상쇄시켜 전기자 반작용을 감소시키고, 결과적으로 주자속의 왜곡을 방지하여 정류 특성을 개선하는 것이 목적입니다.
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74. 고도설정방식 중에서 진고도(true altitude)를 지시하는 것은?

  1. QNE
  2. QFE
  3. QNH
  4. QFH
(정답률: 30%)
  • QNH는 지역 기압(Local Altimeter Setting)을 설정하여 해수면 기준의 고도인 진고도를 지시하게 하는 방식입니다.

    오답 노트
    QNE: 표준기압($29.92\text{ inHg}$) 설정 시 비행 레벨 지시
    QFE: 비행장 표면 기압 설정 시 지상고도($0\text{ ft}$) 지시
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75. 여압밸브(outflow valve)의 설치 목적은?

  1. 항공기 외부의 공기를 내부로 들여 보내서 객실압력을 제어하기 위하여
  2. 객실내의 공기압력을 제어하기 위하여
  3. 객실내의 공기온도를 제어하기 위하여
  4. 객실내의 공기압력과 온도를 제어하기 위하여
(정답률: 알수없음)
  • 여압밸브(outflow valve)는 기내로 유입되는 공기량과 외부로 배출되는 공기량을 조절함으로써 객실 내의 공기압력을 일정하게 유지하고 제어하는 역할을 합니다.
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76. 최근 항공기에 탑재되어 항공기와 산악 또는 지면과의 충돌 사고를 방지하는 장치는?

  1. WEATHER RADAR
  2. INS
  3. GPWS
  4. RADIO ALTIMETER
(정답률: 알수없음)
  • GPWS(Ground Proximity Warning System)는 지면과의 거리를 감시하여 항공기가 지면이나 산악 지형에 충돌할 위험이 있을 때 조종사에게 경고를 보내는 장치입니다.

    오답 노트
    WEATHER RADAR: 기상 관측 및 강수 구역 탐지
    INS: 관성 항법 장치
    RADIO ALTIMETER: 정밀 고도 측정
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77. 다음 항공기 유압회로에서 꿩밸브의 이름은?

  1. 셀렉터 밸브
  2. 언로-딩 밸브
  3. 릴리이프 밸브
  4. 첵크 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 유압회로 에서 A로 표시된 밸브는 펌프의 토출압을 조절하여 시스템의 부하를 줄여주는 언로-딩 밸브입니다.
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78. 조종실 음성기록장치(cockpit voice recorder)에 기록되는 데이터와 가장 관계가 먼 것은?

  1. 무선에 따른 항공기내에서 송.수신하는 음성통신(관제 교신)
  2. 조종실내 승무원의 음성통신(승무원의 대화)
  3. 객실 승무원의 음성통신(객실 승무원의 대화)
  4. 헤드셋(Headset) 또는 스피커로 전해지는 음성(항행안전시스템 또는 계기확률시스템에 사용되는 마커음)
(정답률: 알수없음)
  • 조종실 음성기록장치(CVR)는 사고 분석을 위해 조종실 내에서 발생하는 모든 음성 및 통신 데이터를 기록하는 장치입니다. 따라서 조종실 외부 영역인 객실 승무원의 음성통신은 기록 대상에 포함되지 않습니다.
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79. 교류발전기의 주파수는 60 Hz이고, 회전수가 매분 1800회 일 때 이 발전기의 극수는?

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 12
(정답률: 알수없음)
  • 교류발전기의 주파수, 회전수, 극수 사이의 관계식을 이용하여 극수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{120 \times f}{N}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{120 \times 60}{1800}$
    ③ [최종 결과] $P = 4$
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80. 교류의 주파수가 증가하면 가장 크게 증가하는 값은?

  1. 인덕턴스
  2. 캐패시턴스
  3. 임피턴스
  4. 레지스턴스
(정답률: 알수없음)
  • 임피던스는 저항, 유도 리액턴스, 용량 리액턴스의 합성 값입니다. 특히 유도 리액턴스 $X_L = 2\pi fL$은 주파수 $f$에 비례하여 증가하므로, 주파수가 증가하면 전체적인 임피던스 값이 크게 증가하게 됩니다.
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5과목: 항공제어공학

81. 그림은 특성방정식의 근궤적을 나타낸 것이다. 특성방정식을 가장 올바르게 표현한 식은?

  1. S(S+4)+K=0
  2. (S+4)+KS=0
  3. S+K(S+4)=0
  4. KS(S+4)=0
(정답률: 알수없음)
  • 근궤적 그림을 보면 극점(Pole)이 $s=0$과 $s=-4$에 위치하고 있습니다. 특성방정식은 $1 + K G(s) = 0$의 형태를 가지며, 극점이 $0, -4$인 시스템의 기본 형태는 $s(s+4)+K=0$이 됩니다. 에서 $K=20$일 때 허수축 $\pm j2$에서 만나는 점 또한 이 식을 통해 증명됩니다.
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82. 전달함수가 K/s(s2+3s+16)=0 시스템의 단위피드백 제어계를 구성하였다. 이 시스템의 근궤적이 허수축을 교차하는 절편값과 이 때의 제어 이득값 K 는?

  1. 절편=±j 3, K=16
  2. 절편=±j 4, K=48
  3. 절편=±j 5, K=24
  4. 절편=±j 6, K=56
(정답률: 알수없음)
  • 특성방정식 $s(s^2+3s+16)+K=0$에서 허수축 교차점은 $s=j\omega$를 대입했을 때 실수부가 0이 되는 지점입니다.
    특성방정식을 전개하면 $s^3+3s^2+16s+K=0$이며, 루스-허위츠 표 또는 $s=j\omega$ 대입법을 통해 $3(16) = K$ 관계가 성립해야 합니다.
    ① [기본 공식] $K = 3 \times 16$
    ② [숫자 대입] $K = 48$
    ③ [최종 결과] $K = 48$
    이때의 절편값은 $s^2+3s+16$의 계수 관계에서 $s^2+16=0$이 되어 $\pm j4$가 됩니다.
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83. 그림과 같은 특성 방정식의 근위치는 좌표계의 어떤 평면상에 있으며 제동비(DAMPING RATIO)δ 값은 어떤상태인가?

(정답률: 25%)
  • 제시된 응답 파형은 시간이 지남에 따라 진폭이 증가하는 발산 진동 형태입니다. 이는 시스템이 불안정하며, 근궤적의 근이 복소평면의 우반평면(Right Half Plane)에 위치하고 제동비 $\delta$가 1보다 작은 미흡 제동 상태임을 의미합니다. 따라서 가 정답입니다.
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84. 항공기의 세로안정성은 dCm/dα 로 판단한다. 만약 dCm/dα 의 절대값이 증가하면 항공기의 운동특성에는 어떤 영향을 미치는가?

  1. 장주기 운동의 감쇄율
  2. 장주기 운동의 고유진동수
  3. 단주기 운동의 감쇄율
  4. 단주기 운동의 고유진동수
(정답률: 알수없음)
  • 항공기의 세로안정성에서 $dC_m/d\alpha$는 정적 안정성 계수를 의미하며, 이는 복원 모멘트의 크기를 결정합니다. 이 값의 절대값이 증가한다는 것은 복원력이 강해짐을 의미하며, 이는 항공기의 단주기 운동(Short-period oscillation)에서 복원력에 의해 결정되는 고유진동수를 직접적으로 증가시키는 영향을 미칩니다.
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85. 항공기에 적용한 어떤 제어계의 특성방정식이 S(S+4)(S+6)+K=0 일 때 이 항공기가 안정될 K값의 조건을 가장 정확하게 정하면?

  1. K < 240
  2. K = 240
  3. 0 > K
  4. 240 > K > 0
(정답률: 알수없음)
  • 특성방정식의 계수를 이용하여 라우스(Routh) 안정도 판별법을 적용합니다. 먼저 특성방정식을 전개하여 다항식 형태로 만듭니다.
    $$S(S+4)(S+6)+K = S^3 + 10S^2 + 24S + K = 0$$
    라우스 배열의 1열 요소들이 모두 양수여야 안정하므로, $S^1$ 행의 계수인 $\frac{(10 \times 24) - K}{10} > 0$이어야 합니다.
    ① [기본 공식] $10 \times 24 > K$
    ② [숫자 대입] $240 > K$
    ③ [최종 결과] $240 > K > 0$ (단, $K$는 이득이므로 $0$보다 커야 함)
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86. 그림의 블럭선도(Block)에서의 전달함수를 구하면?

  1. 1+G(S)/G(S)
  2. G(S)
  3. 1+G(S)
  4. G(S)/1+G(S)
(정답률: 10%)
  • 제시된 이미지 는 전형적인 단위 피드백(Unity Feedback) 루프 구조입니다. 폐루프 전달함수는 전향 경로 이득을 $1 +$ (전향 경로 이득 $\times$ 피드백 경로 이득)으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T(s) = \frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)}$
    ② [숫자 대입] $T(s) = \frac{G(s)}{1 + G(s) \times 1}$
    ③ [최종 결과] $T(s) = \frac{G(s)}{1 + G(s)}$
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87. 그림과 같은 근궤적을 가장 올바르게 판단한 것은?

  1. 이득이 1/T보다 커야 안정하다.
  2. 최소 위상계(minimum phase system)가 아니다.
  3. 한개의 미분요소를 포함하고 있다.
  4. 원의 반지름은 1이다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 근궤적 이미지 를 보면, $K=0$에서 $K=\infty$로 이동하는 궤적이 우반평면(Right Half Plane)에 극점이나 영점을 포함하는 형태를 보입니다. 최소 위상계는 모든 극점과 영점이 좌반평면에 존재해야 하는데, 이 시스템은 우반평면에 요소가 존재하므로 최소 위상계(minimum phase system)가 아닙니다.
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88. 그림의 기계요소의 결합방식을 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. k2, B와 병렬, k1과 M는 직렬연결
  2. k1, M, k2, B는 서로 병렬연결
  3. 서로 직렬연결된 M, k2 와 B 및 k1은 병렬연결
  4. k1, M, k2, B는 서로 직렬연결
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지 를 분석하면, 질량 $M$과 스프링 $k_2$ 그리고 댐퍼 $B$가 일직선상으로 연결되어 힘이 순차적으로 전달되는 직렬 구조를 이룹니다. 이 전체 묶음과 스프링 $k_1$이 상단 지지점을 공유하며 나란히 배치되어 있으므로, 서로 직렬연결된 $M, k_2$와 $B$ 및 $k_1$은 병렬연결된 구조입니다.
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89. Cycling을 일으키는 제어는?

  1. 비례제어
  2. 적분제어
  3. ON-OFF제어
  4. 비례적분제어
(정답률: 알수없음)
  • ON-OFF제어는 제어값이 설정값을 기준으로 급격히 변하는 특성 때문에 목표값 부근에서 계속해서 진동하는 Cycling(한계 사이클) 현상이 발생합니다.

    오답 노트
    비례/적분/비례적분제어: 연속적인 제어 입력을 통해 진동을 억제하고 안정적인 제어가 가능함
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90. 항공기의 롤(roll) 운동특성을 스프링-질량-감쇄기에 비유할 때 빠진 요소는?

  1. 스프링
  2. 질량
  3. 감쇄기
  4. 빠진 요소 없음
(정답률: 알수없음)
  • 항공기의 롤 운동은 주로 롤 레이트(roll rate)에 비례하는 댐핑 모멘트와 관성 모멘트로 설명되며, 복원력을 제공하는 스프링 성분(강성)이 없는 특성을 가집니다.
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91. 모든 초기조건이 0 이고 단위임펄스 f(t)=u1(t)를 계에 가할 때 다음 식에 의해 나타내지는 계의 응답은? (단, D=d/dt이다.)

  1. y(t)=6e-2t-3e-3t
  2. y(t)=4e-2t-3e-3t
  3. y(t)=6e-2t-2e-3t
  4. y(t)=3e-2t-6e-3t
(정답률: 10%)
  • 단위 임펄스 응답을 구하기 위해 주어진 미분방정식을 라플라스 변환하여 전달함수를 구한 뒤, 역라플라스 변환을 통해 시간 영역의 응답을 도출합니다.
    $$Y(s) = \frac{3(s+4)}{s^{2}+5s+6}$$
    $$Y(s) = \frac{3(s+4)}{(s+2)(s+3)}$$
    부분분수 전개를 통해 식을 분리하면 다음과 같습니다.
    $$Y(s) = \frac{6}{s+2} - \frac{3}{s+3}$$
    이를 역라플라스 변환하면 최종 결과는 다음과 같습니다.
    $$y(t) = 6e^{-2t} - 3e^{-3t}$$
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92. 회전운동계에서 질량 M에 대응되는 양은?

  1. 회전력 T
  2. 각속도 ω (오메가)
  3. 관성모멘트 J
  4. 각 변위량 Q
(정답률: 알수없음)
  • 선형운동에서의 질량 $M$은 물체의 가속도에 저항하는 성질을 가지며, 이를 회전운동계로 변환하면 회전 가속도에 저항하는 성질인 관성모멘트 $J$가 대응됩니다.
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93. 라프라스 변환의 값이 1/S2이 되는 함수는 어느 것인가?

  1. 단위포물선함수(unit paraboric function)
  2. 단위램프함수(unit ramp function)
  3. 단위계단함수(unit step function)
  4. 단위임펄스함수(unit impulse function)
(정답률: 알수없음)
  • 라플라스 변환에서 $1/S$는 단위계단함수이며, 이를 적분한 $1/S^2$은 시간이 지남에 따라 선형적으로 증가하는 단위램프함수(unit ramp function)의 변환 값입니다.

    오답 노트
    단위임펄스함수: $1$
    단위계단함수: $1/S$
    단위포물선함수: $1/S^3$
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94. 그림과 같은 상태방정식으로 주어지는 계의 과도응답 특성은 어떠한가?

  1. 발산진동
  2. 감쇠진동
  3. 순수발산
  4. 순수감쇄
(정답률: 알수없음)
  • 시스템의 과도응답 특성은 상태행렬의 고유값(Eigenvalue)에 의해 결정됩니다. 주어진 행렬 은 하삼각행렬 형태이므로 대각 성분인 $-4$와 $-2$가 곧 고유값이 됩니다. 두 고유값이 모두 음의 실수이므로, 진동 없이 0으로 수렴하는 순수감쇄 특성을 보입니다.
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95. 힘 f(t)의 입력에 의하여 움직이는 질량 M의 물체좌표를 출력 y(t)라 할 때 가한 힘에 대한 전달함수는?

  1. MS2
  2. 1/MS2
  3. 1/MS
  4. MS
(정답률: 알수없음)
  • 뉴턴의 제2법칙 $F = Ma$에서 가속도 $a$는 위치 $y$의 2차 미분 $\frac{d^2y}{dt^2}$입니다. 이를 라플라스 변환하여 입력 $F(s)$에 대한 출력 $Y(s)$의 비를 구합니다.
    ① [기본 공식] $F(s) = M S^2 Y(s)$
    ② [숫자 대입] $\frac{Y(s)}{F(s)} = \frac{1}{M S^2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{M S^2}$
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96. 어떤 항공기의 종적운동 방정식의 4차 방정식의 인수분해 형태가 (S2+2S+4)(S2+6S+25) = 0일 때 장주기 종적진동 (Phugoid mode)의 주파수와 감쇄계수 ζP는?

  1. ωnP = √3 , ζP = 1
  2. ωnP = -1, ζP = 3
  3. ωnP = 2, ζP = 0.5
  4. ωnP = 5, ζP = 0.6
(정답률: 알수없음)
  • 특성방정식의 두 인자 중 감쇠가 적고 주기가 긴 장주기 종적진동(Phugoid mode)은 $S^2 + 2S + 4 = 0$ 형태를 가집니다. 표준 2차 시스템 식 $S^2 + 2\zeta\omega_n S + \omega_n^2 = 0$과 비교하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\omega_{nP} = \sqrt{a}, \zeta_P = \frac{b}{2\sqrt{a}}$ (단, $S^2 + bS + a = 0$)
    ② [숫자 대입] $\omega_{nP} = \sqrt{4}, \zeta_P = \frac{2}{2\sqrt{4}}$
    ③ [최종 결과] $\omega_{nP} = 2, \zeta_P = 0.5$
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97. 개루프 전달함수에 극점을 추가할 경우, 추가된 극점이 시스템에 주는 영향이 아닌 것은?

  1. 시스템을 보다 안정하게 만든다.
  2. 근궤적을 복소평면에서 우측으로 당긴다.
  3. 시스템의 상대적 안정도를 낮춘다.
  4. 시스템 반응의 정착시간을 느리게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 개루프 전달함수에 극점을 추가하면 근궤적이 복소평면의 우측으로 이동하며, 이는 시스템의 상대적 안정도를 낮추고 정착시간을 느리게 만들어 전반적인 안정성을 저하시킵니다. 따라서 시스템을 보다 안정하게 만든다는 설명은 틀린 내용입니다.
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98. 어떤 계의 특성방정식 근이 다음과 같다. 이 계가 평형상태에서 벗어났을 때의 반응은 어떠한가? (단, j= -1 )

  1. 순수감쇄
  2. 순수발산
  3. 발산진동
  4. 감쇄진동
(정답률: 알수없음)
  • 특성방정식의 근이 $s = -0.3 \pm j\sqrt{7}$과 같이 실수부가 음수($-0.3$)이고 허수부($j\sqrt{7}$)를 동시에 가지는 공액복소근 형태일 때, 시스템은 진동하면서 그 진폭이 점차 줄어드는 감쇄진동 반응을 보입니다.
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99. 자동제어계의 응답이 지수함수적으로 감소하려면 특성방정식의 근은 어느 것인가?

  1. 부의 실근
  2. 정의 실근
  3. 공액복소근
  4. 공액허근
(정답률: 알수없음)
  • 제어계의 응답이 지수함수적으로 감소하여 안정된 상태로 수렴하기 위해서는 특성방정식의 근(s)의 실수부가 음수여야 합니다. 따라서 부의 실근을 가질 때 진동 없이 지수함수적으로 감소하는 응답이 나타납니다.
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100. 근궤적의 점근선과 실수축이 이루는 각도와 교점을 구할 때 상관없는 인자는?

  1. 영점의 갯수
  2. 극점의 갯수
  3. 개루프 극점의 총합
  4. 풍근의 갯수
(정답률: 알수없음)
  • 근궤적의 점근선 교점($\sigma_a$)과 각도는 극점의 개수, 영점의 개수, 그리고 개루프 극점들의 합에 의해 결정됩니다. 풍근(Complex root)의 개수는 점근선의 위치나 각도를 결정하는 공식에 직접적으로 관여하지 않습니다.
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